7-KBR输运床气化炉-(TRIGTM)-清洁高效的煤气化技术

KBR输运床气化炉(TRIGTM)-清洁高效的煤气化技术内容提纲•开发背景•技术特点和性能表现•TRIGTM的优势•应用情况•总结1开发背景•严重的能源危机–70年代～90年代，三次石油危机–原油价格快速增长–寻求安全可靠的替代能源•解决方案：替代能源–基于本土资源–分布广泛，储量巨大–成本低廉2煤开发背景•常规煤炭利用方案–高初始投资，尤其是煤气化–高运营和维护成本–运行周期短，在线率低–高污染•解决方案：新型煤气化技术–设备简单，投资成本低–运行与维护方便–长周期运转–高效气化，环保无污染3开发背景•清洁煤处理技术示范工程–90年代美国能源部（DOE）资助–KBR公司和美国南方公司合作开发–KBR负责开发主体煤气化装置–1995年示范装置建成并投产•TRIGTM煤气化技术–专门处理中低阶煤的煤气化技术–加压干粉煤（第二代气化技术）–2009年2月正式开始允许转让4TRIGTM–方框流程图5循环气压缩机废热锅炉TRIG™气化炉备煤系统BFWHP蒸汽MP蒸汽空气煤粗灰移除系统HPN2LPN2氧气循环合成气颗粒物控制系统粗灰变换单元合成气空分单元细灰移除系统细灰废热回收投煤系统KBR TRIG™－投煤系统•传统的锁斗方式设计•盘式锁斗阀–气密性更好–具有自研磨功能–使用寿命更长•专有的密相输送系统–较低的粒径要求，D50: 0.3~0.4mm左右–较低的水含量要求，18～20%•专有的流量测量与控制系统•冗余设计COALFROMMILLER6KBR 输运床气化炉(TRIG™)－工艺特点•高循环比流化床–T: 900~1000C         P: 34~40 bar–高循环比，50～100循环倍率–混合均匀，近乎恒温操作•既可以空气气化，也可以氧气气化•适应原料–适合中低阶、高灰、高水份的煤种•固态排灰•洁净的合成气，无焦油，酚类7KBR 输运床气化炉(TRIG™)－设备特点•从流化催化裂化（FCC）技术派生–流态化是气固反应的昀佳选择–至今为止运用昀为成熟和广泛的循环流化床技术，在几乎全球的每一个炼油厂内运行–易于工程放大，具有丰富的大规模工业化经验–KBR于1942年开发了全球第一家FCC装置，是该技术经验昀丰富的专利商•简单设备结构–无高温煤烧嘴–无内部件、移动件和膨胀节•设备材质–碳钢外壳–耐火耐磨两层衬里8气化炉内部结构9碳钢外壳绝热材料耐磨材料气体通道(980°C)没有内件废热锅炉－工艺特点•设备结构–立式火管–包含饱和蒸汽发生器、过热器、两段省煤器•入口温度: ~980 C，出口温度~370 C•昀大化回收热量–产生过热高压蒸汽–良好的动力蒸汽•连续稳定运转–合成气不含焦油–干燥、固态煤灰，无粘结性粗合成气合成气至PCDBFW过热高压蒸汽10颗粒控制系统(PCD)11含灰气体管套固体颗粒控制系统(PCD)－设备特点•传统飞灰处理方式–水洗，产生黑水–陶瓷过滤器，容易破碎•KBR PCD过滤器–烧结金属滤芯，材质更加坚固–烛台式组合，分布均匀，压降更小–高效过滤飞灰，出口合成气固体含量 0.1 ppmw–增强型的安全保护机制，在滤芯破损情况下保证固体不进入下游单元12排灰系统•传统排灰系统–直接水冷，产生黑水，设备腐蚀–锁斗减压，间歇操作、较大的磨损•KBR专有设计的排灰系统–非接触式间接冷却–预热锅炉给水–消除灰和水份的接触，不产生黑水–连续排灰、冷却、减压系统–无移动件–迄今为止100％可靠13TRIG 煤种选择•反应活性高有利于气化–形成期年轻–褐煤、次烟煤和部分烟煤–粒径要求~ 400 μm 相对于气流床的100 μm•含水量要求宽松–18~20％，可以直接进炉•TRIG 对硫含量没有要求•TRIG 对灰份含量没有要求•高灰熔点有利于TRIG的操作14TRIG 示范装置测试结果1580828486889092949698100AirO2AirO2AirO2CarbonConversion,%PowderRiverBasinFalkirkLigniteFreedomLignite典型的TRIG合成气组成组分Mol%(干基)CO45.0-50.0H230.0-35.0CO213.0-18.0CH41.0-5.0NH30.1-1.0N20.1-0.5Ar0.1-0.5H2S500-1000ppmvHCN50-300ppmvCOS10-100ppmvHF10-50ppmvHCl10-50ppmv16»合成气中水份含量–氧气气化:15～17%»H2/CO–氧气气化:0.7»无颗粒(0.1ppmw固体)»温度:350oC(PCD出口)»压力:3.5MPaa(PCD出口)基于:PRB煤和氧气气化TRIG 的优势•低原料成本–中低阶煤，难处理的煤–高灰煤–高水份煤•低能耗和操作成本–中高温操作–固态排灰，无融渣耗热–热量回收为高品位动力蒸汽，昀大化能量利用效率–飞灰干法过滤，能耗非常低–煤灰预热锅炉给水–H2/CO比高，减少变换单元蒸汽消耗17TRIG 的优势•低维护成本–无烧嘴和易损件，降低设备耗材–高寿命耐火材料，10年•设备高度可靠–温和的操作条件–简单并经过验证的设备结构–混合均匀，热容大，操作强度大–对煤种变化不敏感18无需备炉TRIG 的优势•低投资成本–耗氧量低，降低昂贵的空分单元投资–水份和粒径要求宽松，降低备煤系统的投资–设备结构简单，有效降低制造成本–单炉处理能力大，设计投煤量可达4000吨/天•低环保成本–耗水量低–合成气洁净，无焦油、酚–干法过滤、间接式煤灰冷却；不产生任何黑水–昀小化废物处理的成本19TRIG 性能优点对比20气化炉类型能耗在线率操作成本生产能力焦油、酚气流床固定床/移动床KBRTRIG™较大优势4较小优势2没有优势0低高低高无高无高中高中低中低高TRIG气化技术的应用情况用户国家设计投煤量吨/天当量制氢能力NM3/hr投产年份东莞中国200070,0002011内蒙中国100035,0002013南方公司美国3750×2140,000×22013南方公司/美国能源部美国502,000199521为何使用TRIG ?•低原料成本–中低阶煤,高灰、高水•低能量消耗•低水耗，环保－没有黑水•高质量的洁净合成气•低投资和维护费用•高可靠性和在线率2223谢谢…Questions?